Name: water movement in plants
Uploaded: 2019-01-29T11:04:45.000Z
Duration: 3 min 58 s
Channel: JoVE

K12 Standards

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

High School

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-2.

Transpiration

تم العثور على النباتات في كل نظام بيئي تقريبا في العالم من الصحاري إلى الغابات المعتدلة وصولا إلى قاع البحر. نتيجة للانتقاء الطبيعي ، طورت النباتات مجموعة متنوعة مذهلة من التكيفات للتعامل مع التحديات البيئية المختلفة. أحد التحديات الرئيسية التي تواجهها النباتات هو الحفاظ على الترطيب المناسب. الماء هو مورد مهم يعتمدون عليه في عملية التمثيل الضوئي والدعم الهيكلي ونقل العناصر الغذائية والجزيئات المهمة الأخرى. تتمثل إحدى الطرق التي يمكن للنباتات من خلالها التحكم في توازن الماء في تنظيم عملية تعرف باسم النتح ، وهي في الأساس تبخر الماء من الأجزاء الهوائية للنبات. يحدث فقدان الماء هذا بشكل أساسي من المسام الموجودة على الأوراق التي تسمى الثغور. لكن كيف يصل الماء إلى هنا؟ 

للإجابة على هذا السؤال ، دعنا ننظر عن كثب تحت الأرض. هنا يدخل الماء إلى جذور النباتات عن طريق التناضح ثم ينتقل على طول الطريق إلى الأوراق من خلال نسيج وعائي يسمى نسيج الخشب. تعرف قناة المياه هذه باسم تيار النتح. نظرا لأن جزيئات الماء تلتصق ببعضها البعض وبجدران نسيج الخشب ، عندما تتبخر من الثغور ، يتم سحب الماء من الأسفل في تيار النتح لأعلى ليحل محلها ... الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على الفغرة. يحد كل مسام فموية خليتان واقيتان يمكنهما التمدد لفتح المسام والانكماش لإغلاقها. تفتح النباتات ثغورها لامتصاص ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي وإطلاق غاز الأكسجين. يعد فقدان الماء من خلال النتح أحد الآثار الجانبية التي لا مفر منها لهذه العملية. 

تمثل هذه المقايضة تحديا خاصا للنباتات التي تعيش في البيئات القاحلة ، ولذا فقد طوروا استراتيجيات لتقليل فقد المياه قدر الإمكان. تتمثل إحدى الطرق التي يمكنهم من خلالها القيام بذلك في زراعة الأوراق ذات المساحات السطحية الصغيرة ، مما يوفر مساحة صغيرة يمكن أن يحدث فيها النتح. هذا هو السبب في أن أوراق النباتات الصحراوية مثل الكريوزوت صغيرة نسبيا. لكن الذهاب إلى أبعد من ذلك ، فإن النباتات من البيئات القاحلة تحتوي أيضا على عدد أقل من الثغور لكل وحدة مساحة على أوراقها ، مما يسمح لها بتقليل فقد الماء من خلال النتح. 

في المقابل ، يمكن للنباتات التي تعيش في بيئات بها مياه وفيرة مثل الغابات المطيرة أن تفقد الكثير من المياه من خلال النتح. غالبا ما تطور مثل هذه النباتات مثل هذا القلقاس أوراقا ذات مساحات سطحية كبيرة تزيد من قدرتها على اعتراض الضوء لتغذية عملية التمثيل الضوئي. تحتوي هذه النباتات أيضا على كثافة عالية من الثغور مقارنة بالنباتات من الموائل القاحلة مما يسمح لها بالحفاظ على معدلات عالية من عملية التمثيل الضوئي ودعم الأوراق والسيقان الكبيرة. 

في هذا المختبر ، ستقيس معدلات النتح وتفحص تواتر ثغور الأوراق في أنواع نباتية متنوعة للكشف عن كيفية حل النباتات من الموائل المختلفة لمشكلة تنظيم النتح.

النتح

<h4>الخلفية</h4>

يجب أن تقوم جميع الكائنات الحية بمجموعة من الوظائف الأساسية من أجل الحفاظ على نفسها. تتضمن إحدى هذه العمليات نقل المواد في جميع أنحاء الكائن الحي. لذلك ، تحتاج الكائنات الحية إلى تبادل المواد مع البيئة ، والتي يمكن رؤيتها على نطاق صغير من الخلايا التي تنقل البروتين والمواد الأخرى فيما بينها أو على نطاق أوسع مثل دورة المياه ، حيث يتحرك الماء باستمرار فوق سطح الأرض وفوقها وتحتها. في كلا المثالين ، تعد حركة المواد من منطقة إلى أخرى عملية ديناميكية تنظمها كل من المتغيرات البيئية والبيولوجية. 

<h4>النتح: سائق للنقل المائي</h4>

تنقل النباتات الوعائية ، من أصغر السراخس إلى الأخشاب الحمراء العملاقة في كاليفورنيا ، المياه والمواد القابلة للذوبان في الماء في جميع أنحاء النبات بواسطة نظام من حزم الأنسجة الوعائية التي تمتد من الجذور إلى أطراف النبات. على وجه التحديد ، يتم امتصاص الماء والمواد المغذية بواسطة شعر الجذر ونقلها عن طريق التناضح إلى نسيج النبات ، وهو أحد نظامي الأوعية الدموية الكبيرين الموجودين في النباتات. ثم يتم نقل الماء إلى أطول نقطة في النبات وإلى الخارج إلى الأوراق حيث يتم عملية التمثيل الضوئي. ومن المثير للاهتمام ، أن 1٪ فقط من المياه التي تمتصها النباتات تستخدم لعملية التمثيل الضوئي. لا يتم استخدام 99٪ الأخرى من المياه بشكل مباشر من قبل النبات ويتم فقدها من النبات بسبب التبخر أو القناة ، والمعروف أيضا باسم النتح. التبخر هو حركة الماء إلى الهواء ، حيث يشير التمسك على وجه التحديد إلى إفراز قطرات الماء من مسام النباتات. كلتا العمليتين مجتمعتين تشكلان النتح في النباتات. 

تلعب أوراق النباتات دورا مهما في إطلاق المنتجات الثانوية لعملية التمثيل الضوئي من خلال ثغورها ، وهي فتحات تسمح بتبادل المواد بين النبات والغلاف الجوي. تحد الثغور خلايا حراسة تنظم عند فتح الثغور وإغلاقها. هذا هو الموقع النشط الذي تفقد فيه غالبية المياه بسبب التبخر ، وكذلك الموقع الذي يتم فيه تبادل الغازات مع الغلاف الجوي. على الرغم من أنه قد يبدو في البداية استراتيجية سيئة للنبات أن يفقد الماء بسبب التبخر ، إلا أنه لا مفر منه من أجل الحفاظ على نقل المواد والمياه في المصنع مع زيادة مدخلات الغاز إلى أقصى حد. يخلق النتح تركيزا أقل من الماء ، وبالتالي انخفاض إمكانات تناضحية في الورقة. هذه الاختلافات في تركيز الماء مسؤولة عن دفع حركة الماء إلى أوراق النبات وأيضا في إطلاق الماء في الغلاف الجوي. 

تدفع إمكانات الماء امتصاص الماء من شعر الجذور وأيضا في نقل المياه إلى أطراف الأوراق. إمكانات الماء هي مقياس الطاقة الحرة للمياه ، حيث تنتقل جزيئات الماء من المناطق ذات الإمكانات المائية العالية إلى المناطق ذات الإمكانات المائية المنخفضة. عندما يكون التبخر مرتفعا في الأوراق ، فإن هذا يخلق مناطق ذات إمكانات مائية أقل ، أو مناطق بها مياه أقل ، لذلك يتم دفع الماء من الجذور والساق إلى الأوراق. تتيح خصائص التماسك والالتصاق لجزيئات الماء حركة الماء هذه. التماسك هو جذب جزيئات الماء إلى بعضها البعض والالتصاق هو جذب جزيئات الماء إلى مواد أخرى ، مثل جدران نسيج الخشب. عندما تخرج جزيئات الماء من خلال الثغور ، فإنها تسحب جزيئات الماء تحتها ، مما يتسبب في تحرك الماء نحو إمكانات مائية أقل. 

<h4>العوامل البيئية</h4>

تختلف الأنواع النباتية اختلافا كبيرا في خصائصها الفيزيائية وكذلك في مورفولوجيتها ووظائفها في النظام البيئي. تتشكل هذه الاختلافات بين الأنواع النباتية وكذلك أوجه التشابه بين الأنواع النباتية ذات الصلة البعيدة بمرور الوقت من خلال التطور وبشكل أكثر تحديدا من خلال الانتقاء الذي تفرضه العاشبة والملقحات والعوامل المناخية والبيئية الأخرى. لذلك ، تتأثر الاختلافات في معدلات النتح بكل من البيئة والأنواع النباتية نفسها. العوامل البيئية الرئيسية التي تدفع معدل النتح هي درجة الحرارة. تزيد درجات الحرارة المرتفعة من معدل النتح لأن الماء يفقد عن طريق التبخر بسرعة أكبر. النباتات التي تعيش في البيئات الحارة عرضة لفقدان مياه أكثر من النباتات الموجودة في المناخات الباردة. تساعد عوامل مثل توافر المياه والرياح وأشعة الشمس وغيرها أيضا في التأثير على معدل النتح في النباتات. 

النباتات التي تعيش في البيئات الحارة والقاحلة لها تكيفات محددة تساعدها على التحكم في فقدان المياه ، مثل القدرة على تخزين المياه أو الحفاظ عليها. طورت مجموعة من النباتات في هذه البيئات ، والمعروفة أيضا باسم استقلاب حمض الكراسولاسي أو نباتات CAM ، استراتيجيات ، مثل فتح ثغورها فقط لتبادل الغازات في الليل من أجل تقليل فقد الماء 1 . تتضمن بعض الميزات النباتية الأخرى الخاصة بالبيئات القاحلة تقليل مساحة سطح الأوراق ، أو تقليل الثغور ، أو وجود شعر على أوراقها للحفاظ على المياه. ومع ذلك ، هناك مقايضة مع الحد من فقد المياه والحصول على معدل النتح الأمثل اللازم لعملية التمثيل الضوئي. يرتبط معدل عملية التمثيل الضوئي بمعدل نمو النبات واكتساب الطاقة ، والذي يرتبط بمعدل استهلاك المياه وفقدانها ، لذلك من المهم للغاية أن تكون النباتات قادرة على موازنة هذه المقايضة. من ناحية أخرى ، في البيئات التي لا تكون فيها المياه موردا مقيدا ، مثل الغابات الاستوائية المطيرة ، تواجه النباتات ضغوطا انتقائية مختلفة تؤدي إلى اختلافات في معدلات النتح. في هذه البيئات ، قد يفضل الانتقاء الطبيعي بدلا من ذلك الأنواع النباتية التي يمكنها نقل المياه بسرعة أكبر من أجل التفوق على جيرانها المتنافسين أو النمو طويل بما يكفي لتجنب أكلها من قبل العاشبة. 

<h4>تقييم معدلات النتح</h4>

يمكن تقييم معدلات النتح بشكل غير مباشر باستخدام مقياس الضغط ، وهو جهاز يقيس معدل امتصاص الماء للنبات المورقي. افتراض قياس مقياس الضغط هو أن النتح سيؤدي إلى امتصاص الماء ، والذي يمكن تحديد كميته. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعلماء تحديد معدلات النتح النسبية للنباتات من خلال مراقبة هياكل الأوراق ، مثل أحجام وأعداد الثغور لكل وحدة مساحة. 

يمكن أن يعلمنا فحص معدلات النتح النباتي ليس فقط كيفية تكيف النباتات مع البيئات المختلفة ، ولكن يمكن أن يوفر أيضا معلومات حول أفضل طريقة لزراعة المحاصيل في ظروف بيئية مختلفة لزيادة إنتاج الغذاء وتعديل استخدامنا للنباتات للتكيف مع تغير المناخ العالمي والنمو السكاني. على سبيل المثال ، تتغير معدلات النتح بسبب الاحتباس الحراري وأسباب أخرى ويمكن أن تؤثر على دورة المياه العالمية ، والتي بدورها يمكن أن تؤثر على النظم البيئية وكذلك البشر 2}. وبالتالي ، فإن فهم هذه التغييرات سيكون ضروريا لتطوير استراتيجيات لمعالجة آثارها السلبية. علاوة على ذلك ، يمكن أن تساعد دراسة معدلات النتح للمحاصيل المختلفة في تحديد المحاصيل ذات الكفاءة العالية في استخدام المياه لزيادة إنتاج الغذاء لكل وحدة مياه وتقليل الحاجة إلى الري3. 

<h4>المراجع</h4>

<ol class="references">
	<li>IP ، TIng. استقلاب حمض الكراسولاسي. Ann REv Plant Physiol. 1985 ، المجلد 36 ، 595-622. </li>
	<li>Schlesinger WH ، Jasechko S. النتح في دورة المياه العالمية. الأرصاد الجوية الزراعية والغابات. 2014 ، المجلدات 189-190 ، 115-7. </li>
	<li>Coupel-Ledru A ، Lebon E ، Christophe A ، Gallo A ، Gago P ، Pantin F ، Doligez A ، Simonneaua T. يعد انخفاض النتح الليلي هدفا مناسبا للتكاثر العالي لكفاءة استخدام المياه في العنب. PNAS. 2016 ، المجلد 113 ، 32: 8963-8. </li>
</ol>

خلفية

يجب أن تقوم جميع الكائنات الحية بمجموعة من الوظائف الأساسية من أجل الحفاظ على نفسها. تتضمن إحدى هذه العمليات ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

علم الأحياء

Cellular Processes

العمليات الخلوية

water movement in plants

Water movement in plants depends on transpiration and the vascular system. Plants must move water and dissolved nutrients from the roots to the leaves. They also exchange materials with the environment as part of normal life processes.

Vascular plants use bundles of tissues that run from the roots to the tips of the plant. Root hairs absorb water and nutrients, and osmosis moves water into the xylem, the main water-conducting tissue. Water then travels to the tallest parts of the plant and into the leaves, where photosynthesis takes place. Only about 1% of the water taken up is used for photosynthesis, while the rest is lost from the plant.

That water loss happens through evaporation and guttation, and together these processes are called transpiration. Evaporation moves water into the air. Guttation is the release of water droplets from plant pores. Most water is lost from leaves through stomata, which are openings that also allow gas exchange with the atmosphere.

Stomata are bordered by guard cells, which control when the openings open and close. This makes the leaf the main site for both water loss and gas exchange. Although water loss may seem harmful, it helps keep water moving through the plant while still allowing carbon dioxide and oxygen to move in and out.

Transpiration creates a lower water concentration in the leaf, which lowers osmotic potential there. Water potential is the free energy of water, and water moves from areas of higher water potential to areas of lower water potential. As evaporation increases in the leaf, water is pulled upward from the roots and stem toward the leaves.

Cohesion and adhesion help make this movement possible. Cohesion is the attraction between water molecules, and adhesion is the attraction between water and other materials, such as xylem walls. When water molecules leave through the stomata, they pull more water molecules behind them, which keeps the flow moving toward the areas of lower water potential.

Transpiration rate changes with both the plant and the environment. Temperature is the main environmental factor, and higher temperatures usually increase transpiration because evaporation happens faster. Water availability, wind, sunlight, and other conditions also affect how quickly water is lost.

Plants in hot, dry environments often have adaptations that reduce water loss. Some CAM plants, or Crassulacean acid metabolism plants, open their stomata at night to limit water loss. Other arid-environment traits include smaller leaf surface area, fewer stomata, and hairs on leaves. These features help conserve water, but they also create a tradeoff because plants still need enough transpiration for photosynthesis and growth.

In wet environments such as tropical rainforests, water is less limiting. In those settings, natural selection may favor plants that move water quickly so they can grow faster than nearby plants or grow tall enough to avoid herbivores. Differences in transpiration rates therefore reflect both environmental pressures and plant species traits.

Scientists can estimate transpiration rates with a potometer, a device that measures water uptake in a leafy plant. The idea is that transpiration drives the water uptake that the potometer records. Researchers can also compare plants by looking at leaf features such as stomata size and number per unit area.

Studying transpiration helps explain how plants adapt to different environments. It can also guide crop growth under changing climate conditions and rising food demands. Transpiration affects the global water cycle, ecosystems, and human populations, so understanding it can support better water use and crop breeding. Plants with high water-use efficiency may help increase food production per unit of water and reduce the need for irrigation.

Water Movement in Plants

photosynthesis

Photosynthesis: Light, Sugars, and Carbon

Photosynthesis turns sunlight into chemical energy in the form of glucose. This process powers most life on Earth by helping autotrophs, or primary producers, make food. The glucose they make can provide quick energy or be stored as starch for later use. Consumers depend on these producers for energy. Photosynthesis happens in many kinds of organisms. Cyanobacteria, some protists such as algae, and plants can all carry out this process. In eukaryotic cells, it takes place in the chloroplast.

cellular respiration

Cellular Energy From Glucose Breakdown

Cellular respiration is the process cells use to release usable energy from biomolecules such as sugars and lipids. Living things need a steady energy supply for growth, repair, movement, defense, and reproduction. Cells use that energy mainly by converting adenosine diphosphate (ADP) to adenosine triphosphate (ATP). Autotrophs and heterotrophs get the molecules for respiration in different ways. Autotrophs, such as plants, algae, and photosynthetic and chemosynthetic bacteria, build...

cell division

Cell Cycle, Mitosis, and Meiosis

Cell division is essential for growth, repair, and reproduction in living organisms. It lets single-celled organisms create a new organism and helps multicellular organisms make new cells for development and for replacing damaged cells. In multicellular species, cell division also makes reproductive cells needed for reproduction. Before a cell divides, it must copy its genetic material and split it into two daughter cells. This process is called the cell cycle. Although the timing can vary...

transpiration

Water movement in plants depends on transpiration and the vascular system. Plants must move water and dissolved nutrients from the roots to the leaves. They also exchange materials with the environment as part of normal life processes. Vascular plants use bundles of tissues that run from the roots to the tips of the plant. Root hairs absorb water and nutrients, and osmosis moves water into the xylem, the main water-conducting tissue. Water then travels to the tallest parts of the plant and...

enzyme activity

Factors That Shape Enzyme Function

Enzymes are biological catalysts that help living things run biochemical reactions faster. They lower activation energy, which is the energy needed to start a reaction. Enzymes are not used up in the process, so they can keep working again and again. Most enzymes are proteins, although some ribonucleic acid molecules also have catalytic activity. Each enzyme usually binds only one or a few specific substrates. This selectivity depends on the enzyme’s active site, which fits its substrate like...

cellular processes

Learn how transpiration moves water through plants, how stomata and guard cells control loss, and how temperature and plant traits affect the rate.

Water Movement in Plants | JoVE K12

Georgia Standards of Excellence

9-12

Botany

SBO1.

Transport

استعد لتدريس النتح من خلال هذا الدليل الإرشادي للمدرسين لمدة 1 دقيقة. يغطي خطوات التحضير الأساسية لمختبر Biology على JoVE Lab Manual.

تحضير المدرّس لـ النتح في Biology - أكثر من 2.5K مشاهدة | JoVE Lab Manual

اتبع إجراءات النتح خطوة بخطوة في فيديو بروتوكول الطالب هذا لمدة 7 دقيقة. جزء من مجموعة Biology على JoVE Lab Manual.

بروتوكول الطالب لـ النتح في Biology - أكثر من 10K مشاهدة | JoVE Lab Manual

Characteristics of Life

Biology is a natural science that studies life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, ...

https://cloudfront.jove.com/files/media/science-education/science-education-thumbs/10647.jpg

Cell Structure

Background
Cells represent the most basic biological units of all organisms, whether it be simple, single-celled organisms like bacteria, or large, ...

Visualizing Onion and Cheek Cells
ExpandImmediately before the experiment, wash and peel onion bulbs for the class.
Remove the entire brown outer skin and ...

Visualizing Onion and Human Cells
ExpandIn this experiment you will prepare different types of cells from a plant and animal, onion and human ...

What are Cells?

Cell Diversity

The concept of a cell started with microscopic observations of dead cork tissue by Robert Hooke in 1665. Hooke coined the term &#34;cell&#34; based on the ...

Cytoplasm

The cytoplasm consists of organelles and a framework of protein scaffolds called the cytoskeleton suspended in an aqueous solution, the cytosol. The ...

The Nucleus

The nucleus is a membrane-bound organelle that acts as a control center in a eukaryotic cell. It contains chromosomal DNA, which controls gene expression ...

The Central Dogma

The DNA Helix

Nucleic Acids

DNA as a Genetic Template

Structure of a Gene

A gene is the fundamental unit of heredity. Every individual has two copies of each gene, one inherited from each parent. Although most people contain the ...

Chromosome Structure

Base-pairing and DNA Repair

What is Gene Expression?

A gene is a stretch of DNA that serves as the blueprint for functional RNAs and proteins. Since DNA is comprised&#160; of nucleotides and proteins are ...

RNA Structure

The basic structure of RNA consists of a string of ribonucleotides attached by phosphodiester bonds. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

Types of RNA

Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs perform diverse ...

Transcription

Transcription is the synthesis of RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene sequence. ...

Translation

Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following transcription, it constitutes ...

Ribosomes

Ribosomes translate genetic information encoded by messenger RNA (mRNA) into proteins. Both prokaryotic and eukaryotic cells have ribosomes. Cells that ...

Protein and Protein Structures

Proteins: From Genes to Degradation

From DNA to Protein

The flow of genetic information in cells from DNA to mRNA to protein is described by the central dogma, which states that genes specify the sequence of ...

Protein Folding

Proteins are chains of amino acids linked together by peptide bonds. Upon synthesis, a protein folds into a three-dimensional conformation, critical to ...

An Overview of Gene Expression

Gene expression is the complex process where a cell uses its genetic information to make functional products. This process is regulated at multiple ...

an-introduction-to-caenorhabditis-elegans

An Introduction to Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans is a microscopic, soil-dwelling roundworm that has been powerfully used as a model organism since the early 1970&rsquo;s.  It was ...

An Overview of Genetic Analysis

An organism&#8217;s physical traits, or phenotype, are a product of its genotype, which is the combination of alleles (gene variants) inherited from its ...

An Introduction to Cell Death

Necrosis, apoptosis, and autophagic cell death are all manners in which cells can die, and these mechanisms can be induced by different stimuli, such as ...

An Overview of Genetic Engineering

Genetic engineering &#8211; the process of purposefully altering an organism&#8217;s DNA &#8211; has been used to create powerful research tools and model ...

An Introduction to Cell Division

Cell division is the process by which a parent cell divides and gives rise to two or more daughter cells. It is a means of reproduction for single-cell ...

An Overview of Genetics and Disease

Many human diseases are associated with mutations or variations in genetic sequences. Some of these genetic variants are heritable, passed down from ...

an-introduction-to-cellular-and-molecular-neuroscience

An Introduction to Cellular and Molecular Neuroscience

Cellular and molecular neuroscience is one of the newest and fastest growing subdisciplines in neuroscience. By investigating the influences of genes, ...

Annexin V and Propidium Iodide Labeling

Staining with annexin V and propidium iodide (PI) provides researchers with a way to identify different types of cell death&#8212;either necrosis or ...

an-introduction-to-developmental-genetics

An Introduction to Developmental Genetics

Development is the complex process through which a single-celled embryo transforms into a multicellular organism. Developmental processes are guided by ...

Bacterial Transformation: Electroporation

The term &#x201C;transformation&#x201D; refers cellular ingestion of foreign DNA.  In nature, transformation can occur in certain types of bacteria.  In ...

an-introduction-to-molecular-developmental-biology

An Introduction to Molecular Developmental Biology

Molecular signals play a major role in the complex processes occurring during embryonic development. These signals regulate activities such as cell ...

bacterial-transformation-the-heat-shock-method

Bacterial Transformation: The Heat Shock Method

Transformation is the process that occurs when a cell ingests foreign DNA from its surroundings. Transformation can occur in nature in certain types of ...

an-introduction-to-saccharomyces-cerevisiae

An Introduction to Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae (commonly known as baker&rsquo;s yeast) is a single-celled eukaryote that is frequently used in scientific research.  S. ...

Cell Cycle Analysis

Cell cycle refers to the set of events through which a cell grows, replicates its genome, and ultimately divides into two daughter cells through the ...

An Introduction to Transfection

Transfection is the process of inserting genetic material, such as DNA and double stranded RNA, into mammalian cells. The insertion of DNA into a cell ...

Chromatin Immunoprecipitation

Histones are proteins that help organize DNA in eukaryotic nuclei by serving as &#8220;scaffolds&#8221; around which DNA can be wrapped, forming a complex ...

An Overview of Epigenetics

Since the early days of genetics research, scientists have noted certain heritable phenotypic differences that are not due to differences in the ...

community-dna-extraction-from-bacterial-colonies

Community DNA Extraction from Bacterial Colonies

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Luisa Ikner
Traditional methods of analysis ...

Cytogenetics

Cytogenetics is the field of study devoted to chromosomes, and involves the direct observation of a cell&#8217;s chromosomal number and structure, ...

embryonic-stem-cell-culture-and-differentiation

Embryonic Stem Cell Culture and Differentiation

Culturing embryonic stem (ES) cells requires conditions that maintain these cells in an undifferentiated state to preserve their capacity for self-renewal ...

DNA Gel Electrophoresis

DNA gel electrophoresis is a technique used for the detection and separation of DNA molecules. An electric field is applied to a gel matrix comprised of ...

Enzyme Assays and Kinetics

Enzyme kinetics describes the catalytic effects of enzymes, which are biomolecules that facilitate chemical reactions necessary for living organisms. ...

DNA Ligation Reactions

In molecular biology, ligation refers to the joining of two DNA fragments through the formation of a phosphodiester bond.  An enzyme known as a ligase ...

explant-culture-for-developmental-studies

Explant Culture for Developmental Studies

Explant culture is a technique in which living cells or tissues are removed from an embryo for continued development outside of the organism. This ex vivo ...

DNA Methylation Analysis

Methylation at CpG dinucleotides is a chemical modification of DNA hypothesized to play important roles in regulating gene expression. In particular, the ...

Expression Profiling with Microarrays

Microarrays are important tools for profiling gene expression, and are based on complementary binding between probes that are attached to glass chips and ...

Density Gradient Ultracentrifugation

Density gradient ultracentrifugation is a common technique used to isolate and purify biomolecules and cell structures. This technique exploits the fact ...

F&#246;rster Resonance Energy Transfer (FRET)

F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) is a phenomenon used to investigate close-range biochemical interactions. In FRET, a donor photoluminescent ...

detecting-environmental-microorganisms-with-polymerase-chain-reaction

Detecting Environmental Microorganisms with the Polymerase Chain Reaction and Gel Electrophoresis

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - Arizona University
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Polymerase chain reaction (PCR) is ...

Gel Purification

Gel purification is used to recover DNA fragments after electrophoretic separation. DNA recovery from an agarose gel includes three basic steps: binding, ...

Detecting Reactive Oxygen Species

Reactive oxygen species are chemically active, oxygen-derived molecules capable of oxidizing other molecules. Because of their reactive nature, there are ...

Gene Silencing with Morpholinos

Morpholino-mediated gene silencing is a common technique used to study roles of specific genes during development. Morpholinos inhibit gene expression by ...

development-and-reproduction-of-the-laboratory-mouse

Development and Reproduction of the Laboratory Mouse

Successful breeding of the laboratory mouse (Mus musculus) is critical to the establishment and maintenance of a productive animal colony. Additionally, ...

Genetic Crosses

To dissect genetic processes or create organisms with novel suites of traits, scientists can perform genetic crosses, or the purposeful mating of two ...

drosophila-melanogaster-embryo-and-larva-harvesting-and-preparation

Drosophila melanogaster Embryo and Larva Harvesting and Preparation

Drosophila melanogaster embryos and larvae are easy to manipulate and develop rapidly by mechanisms that are analogous to other organisms, including ...

Genetic Engineering of Model Organisms

Transgenesis, or the use of genetic engineering to alter gene expression, is widely used in the field of developmental biology. Scientists use a number of ...

electrophoretic-mobility-shift-assay-emsa

Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA)

The electrophoretic mobility shift assay (EMSA) is a biochemical procedure used to elucidate binding between proteins and nucleic acids. In this assay a ...

Genetic Screens

Genetic screens are critical tools for defining gene function and understanding gene interactions. Screens typically involve mutating genes and then ...

Genome Editing

A well-established technique for modifying specific sequences in the genome is gene targeting by homologous recombination, but this method can be ...

Protein Crystallization

Protein crystallization, obtaining a solid lattice of biomolecules, elucidates protein structure and enables the study of protein function. ...

in-ovo-electroporation-of-chicken-embryos

In ovo Electroporation of Chicken Embryos

Electroporation is a technique used in biomedical research that allows for the manipulation of gene expression via the delivery of foreign genetic ...

quantifying-environmental-microorganisms-and-viruses-using-qpcr

Quantifying Environmental Microorganisms and Viruses Using qPCR

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Quantitative polymerase ...

Induced Pluripotency

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are somatic cells that have been genetically reprogrammed to form undifferentiated stem cells. Like embryonic stem ...

rna-analysis-of-environmental-samples-using-rt-pcr

RNA Analysis of Environmental Samples Using RT-PCR

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Reverse ...

Isolating Nucleic Acids from Yeast

One of the many advantages to using yeast as a model system is that large quantities of biomacromolecules, including nucleic acids (DNA and RNA), can be ...

RNA-Seq

Among different methods to evaluate gene expression, the high-throughput sequencing of RNA, or RNA-seq. is particularly attractive, as it can be performed ...

Live Cell Imaging of Mitosis

Mitosis is a form of cell division in which a cell&#8217;s genetic material is divided equally between two daughter cells. Mitosis can be broken down into ...

Recombineering and Gene Targeting

One of the most widely used tools in modern biology is molecular cloning with restriction enzymes, which create compatible ends between DNA fragments that ...

Construct an explanation based on evidence for how the structure of DNA determines the structure of proteins which carry out the essential functions of life through systems of specialized cells.

HS-LS1-1.

Water Movement in Plants

Description

Transcript

More videos by Standards